【導讀】為響應新能源法規的要求，LED 正越來(lái)越多地被用作節能光源。與傳統燈具相比，它們具有決定性?xún)?yōu)勢：能耗更低，壽命更長(cháng)，并且有各種顏色可供選擇。例如，借助 LED，世界上最大的教堂——羅馬圣彼得大教堂，現在得以呈現于全新燈光下。
為響應新能源法規的要求，LED 正越來(lái)越多地被用作節能光源。與傳統燈具相比，它們具有決定性?xún)?yōu)勢：能耗更低，壽命更長(cháng)，并且有各種顏色可供選擇。例如，借助 LED，世界上最大的教堂——羅馬圣彼得大教堂，現在得以呈現于全新燈光下。通過(guò)智能控制系統，即使是其重要藏品最小的細節也可以通過(guò)預設的照明場(chǎng)景進(jìn)行一一呈現。這些數字控制系統集成了可編程 LED 驅動(dòng)器，因此可按需激活 LED。圖 1 顯示了一個(gè) 3 通道 LED 驅動(dòng)器配置的示例。
數模轉換器（DAC）（在本例中為 ADI 公司的 AD5686）的三個(gè)輸出電壓中的每一個(gè)都控制一個(gè)電壓－電流轉換器級，在每一級的負載路徑中放置獨立的 LED，用于每個(gè) LED 通道。所有三個(gè)轉換器級均由運算放大器（運放）ADA4500－2 并連接一個(gè)用來(lái)控制 LED 電流的 MOSFET 實(shí)現。理論上，這個(gè) LED 電流可以高達幾安培，具體取決于電壓源（VS）和負載電阻，在本電路中為 2 Ω。因此，選擇合適的 MOSFET 非常重要。
DAC 輸出電壓的質(zhì)量很大程度上取決于基準電壓源 VREF。應使用高質(zhì)量的基準電壓源。ADR4520 就是這樣一個(gè)例子，如圖 1 所示。它具有極低的噪聲、超高的長(cháng)期精度和出色的溫度穩定性。
由于 ADA4500－2 的內部設計，典型的軌到軌放大器具有一定的非線(xiàn)性和交越失真。它們的輸入級由兩個(gè)并聯(lián)的差分晶體管組成：PNP 級（Q1 和 Q2）和 NPN 級（Q3 和 Q4），如圖 2 所示。
圖 1．用于控制三個(gè)獨立 LED 的 LED 驅動(dòng)器的簡(jiǎn)化原理圖。
圖 2．運算放大器中的軌到軌雙極晶體管輸入級簡(jiǎn)化版。
根據所施加的共模電壓，兩組輸入對產(chǎn)生不同的失調電壓和偏置電流。如果共模電壓施加到放大器輸入端，與正或負電源電壓（VS）相差小于 0．7 V，則只會(huì )激活兩個(gè)輸入級中的一個(gè)。那么，僅會(huì )出現對應于有效級的誤差（失調電壓和偏置電流）。如果電壓升至 0．8 V，則兩個(gè)輸入級都將激活。在這種情況下，失調電壓可能突然改變，導致所謂的交越失真和非線(xiàn)性。
相比之下，ADA4500－2 具有集成的輸入端電荷泵，無(wú)需第二個(gè)差分對即可覆蓋軌到軌輸入范圍，從而避免了交越失真。ADA4500－2 的其他優(yōu)勢還包括低失調、低偏置電流和低噪聲分量。
在這類(lèi)電路中，必須注意負載／電流路徑中由 LED 連線(xiàn)產(chǎn)生的電感。導線(xiàn)通常為數米長(cháng)，如果沒(méi)有提供正確的補償，可能會(huì )導致異常的振蕩。此電路中的補償通過(guò)反饋路徑實(shí)現，它將由分流電阻測量的電流返回到運算放大器的輸入。應根據產(chǎn)生的電感調整 ADA4500－2 上現有的電阻和電容電路。
利用圖 1 所示的電路，能夠更簡(jiǎn)易地實(shí)現可通過(guò) DAC 編程以用于精確照明控制應用的多通道 LED 驅動(dòng)器。根據特定需求進(jìn)行適當調整以避免功能異常也是十分重要的。
結論
本文所述的電路顯示了創(chuàng )建可編程 LED 驅動(dòng)器更簡(jiǎn)單的方法，該驅動(dòng)器非常適用于需要緊湊、可擴展、易于供電和高線(xiàn)性度電源的精確照明控制應用。不過(guò)，尺寸必須適應應用的要求，以避免由于各種存在的電感（例如線(xiàn)路電感和寄生電感）引起的任何故障。
